Hierro fundido: definición, tipos (fundición gris y blanca) y propiedades

Descubre qué es el hierro fundido, sus tipos (fundición gris y blanca), sus propiedades y aplicaciones clave en industria y utensilios.

La fundición es una aleación basada en hierro y alto contenido de carbono. En el uso común el término "fundición" suele referirse sobre todo a la fundición gris, pero existen varios tipos según la microestructura y la composición. Las diferencias principales entre la fundición gris y la fundición blanca están relacionadas con la cantidad de silicio, la tasa de enfriamiento durante la solidificación y la forma en que el carbono se presenta en la matriz.

Composición y microestructura

Las fundiciones son aleaciones hierro‑carbono con porcentajes típicos aproximados: 2–4% de carbono, 1–3% de silicio y el resto hierro, más pequeñas cantidades de manganeso, azufre y fósforo. La concentración exacta de estos elementos y el proceso de solidificación determinan la microestructura:

• Si el carbono cristaliza como grafito, aparece una estructura con láminas o nódulos de grafito.
• Si el carbono queda combinado como cementita (Fe₃C), la superficie y la fractura muestran zonas duras y brillantes.

Fundición gris

En la fundición gris el silicio favorece la formación de grafito en forma de láminas o escamas distribuidas en la matriz ferrítica o perlítica. Debido a esto:

• La fractura en ensayos muestra una apariencia apagada o grisáceo (por eso su nombre).
• Tiene buena conductora de calor y excelentes propiedades de amortiguación de vibraciones.
• Es relativamente fácil de maquinar por la acción lubricante y separadora del grafito.

Por estas características la fundición gris se utiliza frecuentemente en bloques de motor, cuerpos de maquinaria, discos de freno, bases de máquinas y utensilios de cocina, entre otros.

Fundición blanca

Cuando la cantidad de silicio es menor o el enfriamiento es muy rápido, el carbono no forma grafito libre sino que se combina en cementita (Fe₃C). Esto provoca:

• Una fractura brillante y dura conocida como "fractura blanca", de ahí el nombre.
• Una aleación muy dura y resistente al desgaste pero extremadamente frágil y difícil de maquinar.

La fundición blanca se emplea donde se requiere resistencia al desgaste y abrasión, por ejemplo en revestimientos de molinos, cilindros trituradores o superficies sometidas a fricción intensa.

Propiedades comparadas

• Resistencia mecánica: la fundición gris tiene mayor tenacidad y mejor comportamiento en compresión; la blanca es muy dura pero frágil.
• Maquinabilidad: la gris es más fácil de mecanizar; la blanca apenas puede trabajarse sin tratamientos previos.
• Conductividad térmica: la fundición gris es buena conductora del calor, por ello se emplea en aplicaciones térmicas (sartenes, cuerpos de calefacción).
• Amortiguación: la fundición gris absorbe vibraciones mejor que la blanca, lo que la hace ideal para bases de máquinas.
• Resistencia al desgaste: la fundición blanca ofrece mayor dureza y resistencia al desgaste abrasivo.

Procesamiento y tratamientos

El resultado microestructural depende de la composición, la velocidad de enfriamiento y tratamientos posteriores. Algunas notas importantes:

• Enfriamientos lentos y presencia de suficiente silicio favorecen la formación de grafito (fundición gris).
• Enfriamientos rápidos y bajo contenido de silicio favorecen la cementita (fundición blanca).
• La fundición blanca puede transformarse mediante tratamientos térmicos prolongados en fundición maleable (descomposición de cementita en grafito acicular) para obtener una pieza menos frágil.
• Existe además la fundición nodular o dúctil (con adición de magnesio o cerio) donde el grafito aparece como nódulos esféricos, mejorando la ductilidad y tenacidad.

Aplicaciones típicas

• Fundición gris: bloques y culatas de motor, cuerpos de bombas y compresores, bases de máquinas, discos de freno, utensilios de cocina, tuberías y válvulas.
• Fundición blanca: revestimientos y piezas sometidas a abrasión, rodillos trituradores, revestimientos de molinos, piezas de desgaste.
• Fundición nodular: elementos estructurales que requieren mayor ductilidad (bridas, ejes, ruedas).

Resumen práctico

La elección entre fundición gris y blanca depende de la prioridad entre ductilidad/maquinabilidad y dureza/resistencia al desgaste. Comprender la influencia del silicio, la cantidad de carbono y las condiciones de enfriamiento permite diseñar la microestructura deseada y, por tanto, las propiedades finales de la pieza.

Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es el hierro fundido?

P: ¿Cuántos tipos principales de hierro fundido existen?

P: ¿En qué se basan las diferencias entre la fundición gris y la fundición blanca?

P: ¿Cuánto hierro hay en todas las fundiciones?

P: ¿Cuál es la cantidad de silicio presente en la fundición gris?

P: ¿Qué hace que el carbono de la fundición gris se transforme en grafito?

P: ¿Por qué se suele utilizar la fundición gris para fabricar utensilios de cocina?

Búsqueda por letra